准噶尔盆地彩南地区天然气干燥系数异常高原因分析

为明确准噶尔盆地彩南地区天然气干燥系数普遍偏高的原因,厘清天然气运移成藏规律,开展了天然气组分和碳同位素、储层中岩石矿物组成、方解石全岩碳氧同位素分析以及实验室烃类氧化模拟实验。该区侏罗系天然气以甲烷为主,干燥系数普遍大于0.95,δ^(13)C_(1)值基本大于-32‰,C_(7)轻烃中以甲基环己烷占优势,甲基环己烷指数大于50%,指示来源于高—过成熟石炭系烃源岩。从天然气运移判识指标ln(C_(1)/C_(2))与δ^(13)C_(1)-δ^(13)C_(2)图版来看,从彩47井区—彩31井区—彩003井,ln(C_(1)/C_(2))值逐渐增大,但δ^(13)C_(1)-δ^(13)C_(2)值并未呈现变小或变大趋势,说明运移或成熟度并不是研究区天然气组分与碳同位素变化的主控因素。烃类热氧化模拟实验显示,油气中醇类在125℃时会被MnO_(2)氧化生成甲烷和二氧化碳,当温度达到200℃时才能氧化甲烷生成CO_(2),从而改变油气的组成,造成天然气中甲烷含量增高。运用背散射电子探针技术,发现研究区侏罗系干气层段具有两类方解石,其中一类方解石中Mn含量较高,Mn含量可高达3%,在阴极发光下呈现亮橘红色、橘黄色特征,且方解石全岩碳同位素负偏,较正常方解石全岩碳同位素负偏5‰~10‰,随着方解石Mn含量越高,其全岩碳同位素越负,证实该区侏罗系干气层段存在普遍的弱烃类氧化作用。彩南地区侏罗系天然气干燥系数异常高的原因是腐植型烃源岩经过高成熟—过成熟演化后,在富含氧化性矿物的侏罗系储层中聚集成藏,后遭受烃类氧化作用,甲烷含量进一步增加,造成天然气干燥系数普遍偏高。

叠合盆地多烃源层混源油定量判析——以准噶尔盆地东部彩南油田为例

准噶尔盆地东部地区彩南油田东块原油为二叠系、三叠系和侏罗系烃源岩形成的混合原油。选择典型的二叠系、三叠系、侏罗系原油进行人工三元混合配比模拟实验表明,混合原油的全油碳同位素δ^(13)C值的变化与混入量呈直线关系,而Pr/Ph值、β-胡萝卜烷、甾烷与萜烷等各种生物标志物相对比值参数均呈不同的曲线关系变化。通过人工混合配比实验创建的三角形图版判别验证,彩南油田原油中侏罗系的平均贡献为65％左右,二叠系和三叠系的平均贡献分别为20％和15％左右。按照彩南油田原油全油碳同位素以及各类生物标志物参数的变化范围判别,侏罗系烃源岩的贡献为55％～70％左右,三叠系和二叠系均为10％～30％左右。

成岩作用对储集层物性贡献比率研究

提出定量化表示储集层成岩作用的 4项参数 (视抗压强度、视填隙率、杂基充填率和视胶结率 ) ,将孔隙度作为成岩作用的综合评价参数 ,认为孔隙度与视抗压强度和视填隙率线性相关 ,定义了视抗压强度、视填隙率对储集层物性贡献率及贡献比率。以准噶尔盆地东部彩南油田为应用实例 ,通过对岩心薄片资料的研究 ,经过多元逐步回归分析建立了成岩作用与储集层物性之间的关系式 (复相关系数达 0 .990 4) ,确定对于该区储集层 ,压实作用造成的孔隙损失比例是非压实作用的 1.8倍。图 1参

彩南油田多源混合原油油源(三)——油源的地质、地球化学分析

彩南油田原油属特殊类型,原油碳同位素和生物标志物分布研究以及地质分析表明它们属于二叠系、三叠系和侏罗系原油的混合原油。原油全油稳定碳同位素计算表明,无论是侏罗系原油与二叠系原油混合还是与三叠系原油混合,在彩南油田原油中侏罗系烃源岩的贡献均为50%～65%。生物标志物绝对含量拟合计算表明,侏罗系烃源岩的贡献平均为62%,三叠系为15%,二叠系为23%。与彩南油田原油类似的原油仅分布于阜康凹陷侏罗系三工河组以上地层中。因此,该类原油主要来源于阜康凹陷侏罗系烃源岩,其次为二叠系和三叠系烃源岩。

彩南油田:一个典型三元混合油田

准噶尔盆地东部地区存在石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系四套烃源岩,具有形成混合原油的地质、地球化学条件。大量原油碳同位素、生物标志物组成特征等分析表明,该地区原油可划分成五种类型,其中四种类型的原油分别来源于二叠系、三叠系、侏罗系和石炭系。彩南油田原油属于特殊类型原油,其地球化学特征与其它类型原油均不相同,与该区域内四套烃源岩均没有明确的油源关系。根据原油碳同位素和生物标志物分布特征等结合生烃历史分析,该类原油属于二叠系、三叠系和侏罗系原油的混合原油,主要来源于阜康凹陷,彩南油田属于典型的三元混合原油构成的油田。

对准噶尔盆地东部彩南油田侏罗系油藏原油族(组)群类型的认识

彩南油田周围及外缘各凹陷内,不同程度地发育了石炭系、二叠系、三叠系以及侏罗系等生油层系,均发育有暗色泥岩。长期以来对彩南油田侏罗系油藏原油的来源没有定论。根据原油稳定碳同位素和生物标志化合物地球化学特征可以将研究区原油划分为5个族群,以彩南油田侏罗系油藏为主的第Ⅳ族群原油δ13C值分布在-27.9‰～-29.0‰之间,Pr/Ph值多数在2.5以上,生物标志物特征非常一致,该类原油在准东地区分布广泛,应该来源于中、下侏罗统煤系地层的湖相烃源岩,有机质类型为腐泥-腐殖混合型,而并非不同时代、不同有机相烃源岩生烃的混合产物。

适于CDG凝胶调驱技术的有利条件——以彩南油田三工河组油藏为例

在充分调研了国内外CDG凝胶调驱技术现状基础上，根据彩南油田油藏室内试验评价，1999年在彩南油田三工河组油藏进行了6个井组的CDG凝胶调驱矿场试验，取得了较显著的经济效益，当年投入产出比达到了1∶3．9， 从而证实三工河组油藏适于注CDG凝胶，而且有必要继续实施此项措施以提高油田开发效益。

调驱技术是低渗透油藏稳油控水的重要手段

彩南西山窑组油藏微裂缝发育、储集层非均质性强,是典型的低一特低渗透油气藏。经过几年高速开发之后,因水窜、水淹而使油藏含水上升快、产量递减大、地层压力场分布复杂。对此,在深入进行油藏研究,认清砂层在纵向、横向上的发育程度、注采连通程度、储集层沉积微相、岩石物理相、储集层裂缝相、流体流动单元等油藏特征的基础上,对注水井进行普通调剖、深度调剖、“2+3”调驱等措施,使油层动用程度由68%提高至95%,并且在横向上起到了深部液流转向的作用,较大幅度地提高了水驱波及体积和洗油效率,对整个油藏的稳油控水起了重要作用,而且投入产出比在以上,经济效益显著。

准噶尔盆地彩南油田流体性质变化特征及其意义

在油气运移过程中,由于运移的层析效应、氧化变质、热变质作用及水动力条件的变化,使地层流体即油气水的物理化学性质产生一系列的变化,从而获知有关油气运移及保存方面的信息。研究结果表明,断裂是彩南油田深部油气向上运移、渗入水向下渗透的通道,上、下运移的流体均有水平顺层运移的特点。渗入水阻碍了油气继续向上散失,对浅层次生油气藏的形成起到了推动作用。侏罗系西山窑组在彩南北断裂以西与彩南断裂以东不是一个水动力系统;并且彩南北断裂以西地层水水动力较弱,有利于油气的保存。侏罗系八道湾组在彩南北断裂以西与彩南断裂以东应属于同一个水动力系统,且矿化度均较高,有利于油气的保存。

彩南油田石树沟群油气成藏规律

2002年10月彩南油田C125井在侏罗系石树沟群获得高产油气流,标志着准噶尔盆地东部地区该层系滚动勘探开发取得了历史性突破。石树沟群油藏在剖面上的跨度为360m,储集层为薄互层砂体,横向变化快,油气层电阻率较低,是典型的低阻油藏,滚动勘探开发难度较大。通过对成藏机理分析,建立了彩南油田石树沟群成藏模式,认为断裂是油气运移的主要通道,大断裂对油藏的控制作用明显,断裂和砂体的搭配关系是油藏成藏的必要条件。

准噶尔盆地彩南油田油源研究

通过对准噶尔盆地白家海凸起及其邻区原油与烃源岩饱和烃地球化学特征的研究,取得了彩南原油及烃源岩有机质在生源构成、成烃环境、演化程度和原油运移模式四个方面的认识,指出白家海凸起和阜康凹陷中、下侏罗统尤其是三工河组泥质岩系是彩南油藏的主力烃源岩,为今后进一步勘探提供了科学依据.

准噶尔盆地彩南油田彩003井区侏罗系辫状河三角洲相储层特征研究

为对我国西部盆地中广泛发育的辫状河三角洲储层特征进行研究,以准噶尔盆地彩南油田侏罗系辫状河三角洲相储层为研究对象,对储层矿物特征、孔隙结构特征以及储层物性进行了详细分析。通过岩石碎屑组分、粘土矿物、颗粒磨圆度、分选等方面研究对研究区储层矿物特征进行分析,发现研究区储层岩性主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,碎屑组分中不稳定组分(长石+岩屑)含量高,成分成熟度低;利用孔隙半径平均值、平均孔喉比、孔隙配位数、孔隙均质系数、平均喉道宽度、排替压力等6个参数指标对孔隙特征进行分析,结果显示辫状河三角洲相储层孔喉特征中等;储层物性分析结果显示辫状河三角洲相储层的孔渗变化较大,整体上为中等孔渗储层,可以作为一种较好的油气储集层。

油藏持续稳产和提高采收率的技术——以彩南油田三工河组油藏为例

着重介绍了如何根据油藏地质特征和开采过程中对油、水运动规律的认识,有针对性地综合运用天然水驱、封隔边底水、适时加密井网、注CDG凝胶调驱等多项技术,使彩南油田三工河组油藏的稳产期较方案设计延长一倍,平均以3.5%的采油速度高速稳产可达10年以上,稳产期平均含水上升率可控制在1.4%以下,油藏的最终采收率由原方案设计的35%可提高至60%以上,不仅大幅度增加了可采储量,而且经济效益十分显著。

滴12井区八道湾组扇三角洲隔夹层对注采效果的影响

准噶尔盆地滴南凸起下侏罗统八道湾组属扇三角洲前缘亚相。在岩心观察的基础上,结合物性资料,查明该区扇三角洲砂体内部主要发育泥质隔夹层和物性隔夹层;利用测井数据确立了隔夹层的岩电关系识别标准,探讨了隔夹层的平面、剖面分布范围,指出隔夹层主要分布在河道顶部、砂坝底部和分流间湾中央。结合注采井示踪剂的验证,明确了研究区储集层砂体的叠置连通关系与隔夹层的分布规律是影响注采效果的重要原因。

神经网络在彩南油田油藏描述中的应用

利用自组织神经网络,建立了彩南油田彩9井区岩性识别模型,通过检验,分类结果的符合率达93.75%.利用神经网络技术,建立了研究区的孔隙度和渗透率模型,利用该模型对未知样本进行预测,预测结果与实际测量结果具有很好的一致性,孔隙度平均绝对误差为0.54%,平均相对误差3.5%,渗透率平均绝对误差1.68×10-3μm2,平均相对误差32%,其精度较传统的方法有了很大的提高。

生物竞争技术防治油田采出水中SRB引起的腐蚀

新疆彩南油田产出水富含SRB、NRB及硫酸根离子,生产系统腐蚀严重。研究了利用SRB和NRB之间的生物竞争防止SRB引起的腐蚀的方法。在厌氧培养基中加入化学处理剂,在40℃培养7天,由N80钢片腐蚀速率确定了化学处理剂的适宜加量：现用杀菌剂（1227＋戊二醛）为80 mg/L,SRB抑制剂（硝酸铵＋亚硝酸钠）为1 mg/L,缓蚀剂ZC-503为20 mg/L。在彩南C2104井产出水样中加入1%磷酸氢二铵、0.1%酵母膏、适宜加量的一种或一组化学处理剂,在40℃密闭培养不同时间（4-96小时）后测SRB、NRB菌数和S2-浓度,培养120小时后测钢片腐蚀速率,结果如下：加入抑制剂可抑制SRB生长,促进NRB生长,防止S2-生成,使腐蚀速率由0.102 mm/a降至0.064 mm/a;加入缓蚀剂不影响两种菌的生长,可推后S2-的生成,使腐蚀速率降至0.038 mm/a;同时加入抑制剂和缓蚀剂可完全抑制SRB生长,防止S2-生成,促进NRB生长,使腐蚀速率降至0.035 mm/a。建议彩南油田生产系统采用这种低费用的生物竞争和化学缓蚀结合技术防治SRB引起的腐蚀。

滴12井区八道湾组油藏深部调驱技术早期应用效果

针对滴12井区八道湾组油藏非均质性严重、大孔道发育、含水上升速度较快、小剂量调剖效果较差等特点,提出深部调驱技术早期介入、区块整体进行深部调驱的治理思路。研发了适合该区块的以聚丙烯酰胺为主的深部调驱凝胶体系,该体系具有很好的成胶强度和封堵效果,现场试验为了提高对较大水窜通道的封堵能力,在调驱凝胶体系中加入了固相颗粒。2010年在滴12井区进行了4个井组的调驱措施,注水井平均注入压力上升1.85 MPa,措施井组日产油由2.0 t上升到最高3.1 t,综合含水由57.8%下降到56.6%,4个井组目前累计增油1 063 t,效果较好。

合理高效开发边底水背斜油藏的基本原则——以彩南油田三工河组油藏为例

彩南油田三工河组油藏边底水活跃，天然能量较充足，并且油藏与边底水的连通性好、油层渗透率较高、油水粘度比低、导压系数高、边底水补充快，因此，适合于长期利用天然能量开发。文章介绍如何根据不同区块的不同特点，确定合理的注水时机、注水部位及合理的采油速度，最大限度地利用天然能量，以最少的注水井数和注水量来满足高速开发的需要，使整个油藏连续五年以２９％～３４％的采油速度高速开发，实现油田低中含水期稳产和获取较高采收率的目标，取得了较好的经济效益。

彩南油田油气成因及勘探方向

经地球化学分析和研究认为彩南油田的天然气为煤型伴生气，其中彩１７井八道湾组天然气可能为煤层气，原油为煤系成油。阜康凹陷中、下侏罗统煤系地层为主要烃源岩。阜廉凹陷斜坡带是寻找油气的有利地区，中、下侏罗统煤层是寻找煤层气的有利层系。

准噶尔盆地彩南地区下侏罗统沉积特征

根据岩心的精细描述,结合大量开发井的对比分析,研究了准噶尔盆地彩南地区侏罗系八道湾组上部和三工河组下部砂层组的沉积微相和骨架砂体的分布特点。认为研究区侏罗系八道湾组第3岩性段（BD3）和三工河组第1岩性段（S1）是一套网状河流相沉积。网状河流相可进一步划分为3种亚相（河道、堤岸和越岸湿地）和6种微相类型。主要的储集体是河道砂体和个别决口扇砂体。在平面上河道砂体呈狭窄、相互连接的条带状,砂体的宽度一般在1000,m以下,大多为300-800,m;决口扇砂体规模一般较小,在横剖面中呈凸透镜状,在平面上常常呈舌状或叶状分布。